码头混凝土结构拆除施工方法的选择分析

2020-03-27陈玉进罗刚

工程建设与设计 2020年4期

陈玉进，罗刚

（中交第三航务工程局有限公司宁波分公司，浙江宁波315200）

1 工程背景

嘉兴乍浦港D 区3 号泊位及改造工程码头泊位长度390m，宽度42m，引桥长730m，宽16m。本工程需要拆除的码头混凝土结构有：（1）已建D4 泊位东侧、D2 泊位西侧的各2 座系缆墩、标高-6m 以上部分的混凝土大管桩；（2）D4 泊位后沿原辅助用房；（3）辅助平台上部结构；（4）D4 泊位东侧悬臂护轮坎、面层和原轨道梁梁顶部分。

2 结构拆除要求和特点分析

结构拆除要求和特点包括以下几方面：

1）4 座系缆墩，系缆墩均为钢筋混凝土结构。D4 泊位东侧端部系缆墩，为圆墩台直径9m，厚2.5m；D4 泊位东侧中间系缆墩，墩台尺寸5m×5m，厚2.5m；D2 泊位西侧端部系缆墩，墩台尺寸7m×7m，厚2m；D2 泊位西侧中间系缆墩，墩台尺寸5m×5m，厚2m。系缆墩为整体分割拆除。

割除22 根φ1200mm 大管桩,割除至标高-6m,需割除桩身约11m，单根桩桩身质量13.75t。

需拆除系缆墩主要特点为：（1）体积大、单体重量大；（2）两侧营运码头生产繁忙，现场大型浮吊船出入困难的现状；（3）混凝土结构需最终上岸破碎，不得随意抛弃入海；（4）系缆墩桩基拆除，需进行水下切割，切割位置位于泥面附近，需先挖泥冲刷后进行疏浚。

2）D4 泊位后沿原辅助用房，辅助用房为2 层砖混框架结构，长24m，宽9m，高7.6m。第1 层为配电室，高4.5m；第2 层为侯工室，高3.1m。拆除作业区域位于码头平台上，辅助用房高7.6m，辅助用房南侧为码头平台，其余3 侧为海域。拆除期间需保证拆除废弃物落在辅助用房平台上，不得洒落至海域和已建码头平台，减少对已建码头的占用。

3）辅助平台上层，主要包括面层、悬臂板、上层横梁、纵梁、联系梁、面板及立柱上层。立柱拆除至+5.82m，保留立柱顶部钢筋。平台为现浇横梁再安装预制梁板形成，拆除施工为逆建设施工顺序进行。

4）D4 泊位东侧悬臂护轮坎、面层和原轨道梁梁顶部分，涉及码头表面混凝土的凿除，需保留钢筋进行修复和改造。该部分区域为面层改造修复，凿除混凝土界限分明，需精确控制，面层和梁顶钢筋密集，需采用细致凿除，以保护原有钢筋。

3 拆除施工方法比较

常见码头钢筋混凝土结构拆除方法主要有：人工使用镐头凿除、携带镐头的机械凿除、金刚链条锯切割、挖掘机液压钳破碎、电动碟锯机切割等。各种施工方法具有鲜明的特点和差异。

1）人工使用镐头拆除。施工方法为由单人操作小型电镐、风镐等设备，进行混凝土逐层逐区域的凿除。其特点为：（1）电镐和风镐常采用小钻头，属于低功率的设备，设备暂用空间范围小，操作简单，移动方便；（2）精度高，由人工直接操作镐头端部，就位准确，配合划线割缝措施，可将凿除影响范围控制在3cm 以内，能够满足大部分码头工程对凿除施工的精度要求；（3）凿除效率低，需要消耗较多的人工；（4）施工噪声较大。

2）携带镐头的机械拆除。由施工人员操控挖掘机，进行混凝土的凿碎拆除。其特点为：（1）主要设备是依靠挖机，凿除时需要一定的施工作业空间，确保设备的正常运行；（2）机械凿桩的效率相对较高，一次性可凿除的深度和影响范围较大；（3）镐头精度不足，对临近需保留结构往往会造成破坏；（4）施工噪声较大，混凝土破碎时有明显扬尘。

3）金刚链条锯切割。金刚石绳锯属于绳剧切割的一种，为无损静力拆除技术，施工方法是利用金刚石串珠绳锯配合金刚石水钻等切割设备、利用起重机械设备，对需拆除的钢筋混凝土结构物进行无振动、无损伤切割分离和拆除。其特点是：（1）适用于限制条件下大型钢筋混凝土结构物拆除；（2）需要运用起重设备、运输机械、切割设备，对施工组织协调要求高，对施工空间有一定要求；（3）常采用原结构施工顺序的逆向拆除，对切割面的选择要求高；（4）施工噪声相对较小，施工中粉尘少，但混凝土切割的废浆液较多，需做好收集处置工作[1]。

4）挖掘机液压钳破碎，施工方法与挖掘机凿除有一定的类似，为由施工人员操控挖掘机，使用挖掘机机械臂端部的液压钳，对混凝土结构按照断面剪切。其特点为：（1）主要设备是依靠挖机，凿除时需要一定的施工作业空间，确保设备的正常运行；（2）适用于小型梁、板、柱的拆除，无法拆除厚大结构；（3）效率高，需耗人工较少；（4）液压钳剪断构件的界面精度不足，对临近需保留结构往往会造成破坏；（5）施工噪声较小，扬尘小。

5）电动碟锯机切割常用于码头和道路面层的割缝施工，在拆除施工中，使用电动碟锯机切割可对混凝土凿除范围进行划分，减少凿除拆除施工中出现的对原有结构的破坏情况。其特点为：（1）一般为平面施工，立柱使用环锯可达到切割要求；（2）一般切割深度在5～20cm，可调节；（3）效率高，需耗人工较少；（4）施工噪声较小，扬尘小。

4 施工方法选择和施工效果

根据不同结构的施工环境和技术要求以及不同拆除方法的特点，对本工程的结构拆除选用相对合适的拆除方法。

1）4 座系缆墩、大管桩、辅助平台上层梁板采用金刚链条锯切割，利用起重船和吊车进行分离吊运。系缆墩根据个体大小，考虑到起重设备能力，对其采用分层分块分离的施工方法。

图1 为系缆墩分层切割吊运、切割吊运后下沉以及桩身切割后整体吊离。在整个拆除施工过程中，金刚链锯切割做到了化整为零，界面清晰准确，各分割块体的重量和体积均能够满足施工方案的要求，尤其是进行水下桩基切割，保证了一次性准确到位。同时，该施工过程对起重机械设备的要求较高，切除支撑块体时，需要起重设备全程起吊承重，以保证施工作业人员和设备安全。

图1 系缆墩分层切割吊运

2）D4 泊位后沿原辅助用房采用挖掘机液压钳破碎方法。2 层辅助用房的拆除，充分展现了挖掘机液压钳破碎在房屋拆除方面的独特优势，本工程辅助用房拆除时间仅耗时2d。在拆除施工过程中，液压钳的剪断位置是施工的控制要点，需要根据梁、板、柱的结构特点，确定剪断部位，达到拆除要求的用时，保证人员和设备的安全。

3）D4 泊位东侧悬臂护轮坎、面层和原轨道梁梁顶部分，涉及码头表面混凝土的凿除，需保留钢筋进行修复和改造，辅助平台保留立柱拆除。均采用人工凿除的方法。本工程具有较多的精细凿除要求的界面，考虑人工凿除效率低的特点，开始选用挖掘机风镐机械凿除，立柱凿除中出现竖向开裂范围过大。后期调整选用人工凿除和电动碟锯机切割相互配合的施工方法，较好地达到保留结构的完整性，2 种方法效果对比如图2 和图3 所示。